отличный специалист, грамотный профессионал своего дела
Информация о работе
Подробнее о работе
ФОРМИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЯ С РАСШИРЕННЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ДИАПАЗОНОМ
- 85 страниц
- 2020 год
- 22 просмотра
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Достижения в технологии цифровых камер привели к разработке датчиков изображения, которые способны захватывать изображения с высоким динамическим диапазоном (HDR). Хоть это и позволило захватить большие глубины цвета и освещения, все еще остаются проблемы, связанные с отображением данных изображения HDR.
По мере того, как компьютеры становятся более портативными и мощными, отрасли промышленности осознают потенциал для высокоточных приложений обработки изображений. В автомобильной промышленности применяется обработка изображений, которая помогает сделать транспортные средства более безопасными, интеллектуальными, способными обнаруживать и распознавать компрометирующие ситуации и реагировать соответствующим образом.Системы безопасности в автомобилях могут обнаруживать динамические дорожные условия, пешеходов, дорожные знаки и разметку полосы движения, чтобы улучшить движение и снизить риск столкновений [3]. Новые модели профессиональных и потребительских цифровых камер имеют лучшее разрешение и более широкий динамический диапазон, чем старые модели, почти идеально имитируя зрительную систему человека. Кроме того, встроенные возможности обработки изображений позволяют уменьшить количество артефактов и обеспечить более высокое постоянство цвета [10]. Из-за того, что стоимость таких камер постоянно снижается, потребители стали ожидать устройства, которые обеспечивают почти идеальное качество, без помех, четкое изображение с высоким разрешением.
Однако большинство дисплеев текущего уровня предназначены для отображения только изображений с глубиной 8 бит на пиксель на канал. Типичные изображения HDR могут составлять 10 бит на пиксель на канал и выше, что приводит к первой проблеме - как отображать изображения HDR на дисплеях низкого динамического диапазона (LDR). Более того, как и с большинством технологий такого рода, современные дисплеи HDR чрезвычайно дорогие. Помимо всего прочего, организации телерадиовещания инвестировали значительные суммы денег в их нынешнюю архитектуру и не хотят полностью изменять свои системы на дальнейшие затраты.
Все факторы, упомянутые выше, послужили стимулом для исследований, проводимых в данной работе.
Целью данной выпускной квалификационной работы является исследование того, как формируются изображения в расширенном динамическом диапазоне, анализ современных средств отображения HDR с последующем выбором наиболее приближенной к эталонной реализации технологии, а также оценка будущих перспектив на основе исследования предпочтений зрителей и спроса на продукцию.
Вышеуказанная цельбудет достигнута путем выполнения следующих задач:
1)провести подробный обзор литературы в области захвата и отображения HDR и исследовать существующие методы реализации HDR дисплеями с низким динамическим диапазоном, а также технологии визуализация HDR-контента на дисплеях с поддержкой HDR;
2)проанализировать основные характеристики, которые дают возможность для реализации истинного HDR, оценить производительность всех реализованных методов;
3)провести исследование на основе показателя восприятия качества, проанализировать субъективные предпочтения зрителей и спрос на технологию ипредставить классификацию реализованных и перспективных средств отображения HDR на предмет соответствия эталонному уровню.
1 ФОРМИРОВАНИЕ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ HDR КОНТЕНТА……….…………7
1.1 Формирование изображений HDR…………..………………………… 8
1.2 Тональное отображение………………………………………………....9
1.3 Алгоритмы тонального отображения…………………...…….......…..12
1.4 Артефакты тонального отображения……………………….………....13
1.5 Визуализация HDR-контента на дисплеях с поддержкой HDR……..16
1.1.1. Современные технологии для отображения HDR……………..…..18
1.1.1.1. ЖК-дисплеи……………………………………………….….....18
1.1.1.2. OLED-дисплеи…………………………………………………..20
1.1.1.3. QLED-дисплеи……………………………………………….….21
1.1.1.4. Проекторы…………………………………………..…..……….23
2 СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ ОТОБРАЖЕНИЯ HDR…………………………………………………..….….27
2.1 Теоретический анализ основных характеристик для отображения HDR……………………………………………………………………….29
2.2 Сравнительный анализ качества изображений, полученных от телевизоров с поддержкой LDR, HDR и HDR+FRC…………………..35
2.3 Сопоставление стандартов, необходимых для реализации «истинного» HDR……………………………………………..………………….….….37
2.4 Анализ способов достижения максимальной битовой глубины с помощью систем преобразования яркости……………………………..41
2.4.1 Достижение 12-битной кривой PQ: управление LC и светодиодом отдельно…………………………………………41
2.4.2 Достижение 12-битной кривой PQ: управление LC и светодиодомодновременно…………………………..…….…42
2.5 Сравнительный анализ систем преобразования яркости в телевидении………………………………………………..…………..…44
2.6 Сопоставление и оценка качества HDR у компьютерных мониторов и ноутбуков…………………………………………………………………47
2.7 Анализ препятствий на пути внедрения дисплеев HDR………..…….49
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕПОЧТЕНИЙ ЗРИТЕЛЕЙ, КЛАССФИФИКАЦИЯ РЕАЛИЗОВАННЫХ И ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ HDR……………………………………………………………………….……..53
3.1 Анализ качества видео HDR на основе показателя качества восприятия и сравнения с LDR………………………………………….……………53
3.2 Анализ субъективных предпочтений зрителей с помощью сравнения изображений с применением различных алгоритмов тонального отображения………………………………………………….…………..57
3.3 Анализ спроса на рынке HDR…………………………………..………60
3.4 Обзор перспективных технологий………………………….…………62
3.5 Представление классификации современных технологий в порядке отдаленности от эталонной реализации HDR.........................................65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………..…………………………...…73
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………….75
Тема ВКР: «Формирование и анализ изображений с расширенным динамическим диапазоном».
Объем - 84 страницы, 21 рисунок, 7 таблиц, 3 приложения, список литературы: 20 источников, из них 2 – интернет-источники.
Структура ВКР включает: введение, аналитическая часть, три главы, заключение и список литературы.
Во введении обоснована актуальность выбранной темы, поставлена цель и задачи исследования.
В первой главе проведен подробный обзор литературы в области захвата и отображения HDR, исследованы существующие методы реализации HDR.
Вторая глава имеет аналитическую направленность, в которой представлен анализ основных характеристик, которые дают возможность для реализации истинного HDR, дана оценка производительности всех реализованных методов, проведен сравнительный анализ качества изображений, существующих стандартов, а также анализ препятствий на пути внедрения дисплеев HDR.
В третьей главе представлены исследования субъективных предпочтений зрителей и спроса на технологию, классификация реализованных средств отображения HDR на предмет соответствия эталонному уровню с последующей оценкой будущих перспективных технологий.
В заключении приведены основные выводы, полученные в результате проведенного исследования.
Ключевые слова: расширенный динамический диапазон, тональное отображение, стандарты, показатели качества.
1) Белозерцев А.В. Системы телевизионного вещания. Учебное пособие. — СПб. :СПбГИКиТ, 2018. 118 с.
2) Блок Брюс. Визуальное повествование. Создание визуальной структуры фильма, ТВ и цифровых медиа М.: ГИТР, 2012. 320 с.
3) Володина И.А. Техника и технология кино и телевидения. Цифровое постпроизводство: монтаж Учебное пособие. — СПб. :СПбГИКиТ, 2018. 124 с.
4) Глория Буэно Гарсия. Обработка изображений с помощью OpenCV: ДМК Пресс, 2016. 320 с.
5) Карякин В.Л.Цифровое телевидение. Учебное посбие для вузов – м: солон-пресс, 2013. 448 с
6) Кулаков А.К., Луговой Г.М., Якимович B.C. Инновационные технологии аппаратуры плёночного и цифрового кинематографа СПб.: изд. СПб ГУКиТ, 2011. 127 с.
7) Мамчев Г.В. Телевидение высокой четкости Новосибирск : СибГУТИ, 2013. 324 с.
8) Мамчев Г.В. Цветоведение телевизионных систем Новосибирск : СибГУТИ, 2015. 152 с.
9) Нестерова Е.И, Кулаков А.К., Луговой Г.М., Якимович В.С. Компьютерные технологии в техническом регулировании в кинематографии Учебное пособие. — СПб.: изд. СПбГУКиТ, 2010. 80 с.
10) Н.П. Никитин, В.И. Лузин, В.И. Гадзиковский, Ю.В. Марков. Телевизионные цифровые системы. Учебное пособие- 2-е изд. – Москва:Флинта, Изд-во Урал. ун-та, 2017. 115 с.
11) Романова И. Органические светодиоды. Новые материалы, новые технологии // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес : журнал. — 2012. — № 6. С. 50—56.
12) Самарин А.В. Жидкокристаллические дисплеи: Солон-пресс, 2010. 320 с.
13) Ярышев С.Н.Цифровые методы записи и воспроизведения видеоинформации. Учебное пособие. СПб.: НИУИТМО, 2012. 86 с.
14) Francesco Banterle “Advanced High Dynamic Range Imaging: Theory and Practice”. - London: CRC Press, 2011. 151 p.
15) Jesse Russell “Tone mapping”. - КнигапоТребованию, 2013. 146с.
16) Chenwei Deng, Lin Ma “Visual Signal Quality Assessment Quality of Experience (QoE)”. – New York: Springer International Publishing, 2015. 294 p.
17) M. Narwaria, M. Silva, P. Callet, and R. Pepion, “Tone mapping Based High Dynamic Range Image Compression: Study of Optimization Criterion and Perceptual Quality,” Optical Engineering. - London: CRC Press, 2013. 332 p.
18) R. Mantiuk, S. Daly, and L. Kerofsky, “Display adaptive tone mapping,” ACM Transactions on Graphics-TOG, vol. 27, no. 3, 2008,pp. 68–68.
19) Уровни сертификации DisplayHDR от VESA. 2017. URL: https://ultrahd.su/video/displayhdr-standart-vesa.html (дата обращения: 15.05.2020).
20) Технические характеристики дисплеев. 2020. URL: https://www.displayspecifications.com (дата обращения: 12.05.2020).
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
